Abgeschlossenes Kooperationsprojekt des KTmfk zur Entwicklung einer neuartigen Leichtbau-Trennwand für Luftfahrzeuge im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
Insbesondere in der Luftfahrtbranche besitzt Leichtbau einen hohen Stellenwert, weswegen die Erkundung von neuen Leichtbaupotentialen in dieser Branche stark vorangetrieben wird. Potentiale ergeben sich zum Beispiel aus dem Einsatz von Leichtbauwerkstoffen und der optimalen strukturmechanischen Auslegung von Bauteilen.
Hier setzte das ZIM-Projekt „SpinnennetzFaserverbund: Entwicklung einer neuartigen Leichtbau-Trennwand für Luftfahrzeuge auf Basis eines neuartigen Lasteintrages aus Duroplast-Hardpoints sowie Faserverbund-Tapes mit Spinnennetz-Struktur zwecks Gewichtsersparnis von mindestens 5%“ (KK5059905AT0) an. Ziel des Projekts war die Entwicklung einer neuartigen, auf Faserverbund-Leichtbaustrukturen basierenden Flugzeugtrennwand mit einer gegenüber konventionellen Lösungen um 5% reduzierten Masse sowie einer um mindestens 20% schnelleren Fertigung. Bisher verfügbare Lösungen basierten auf Sandwichstrukturen, in welchen Lasteinlässe (Hardpoints) aus Aluminium oder Hartmetall in einem manuellen Prozess eingefügt werden. Neben einem drastisch erhöhten Aufwand in der Fertigung führte dies ebenfalls zu einer eingeschränkten Ausnutzung des Gewichtsvorteils der Sandwichstrukturen. Daher wurden neuartige Hardpoints aus Duroplastharzen entwickelt, für welche neben einem Spritzgussprozess ebenfalls neuartige Spritzgusswerkzeuge mit einer additiv- und einer zerspanend gefertigten Komponente entwickelt wurden. Zudem wurden geeignete Geometrien von Spinnennetz-ähnlichen Strukturen aus Glasfaser- bzw. Kohlefaser-Verbundwerkstoffen entwickelt. Durch die Kombination aus Duroplast-Hardpoints und der Spinnennetzstruktur der Leichtbaumaterialien wurde eine uniaxiale Kraftabfuhr ermöglicht, wodurch die Vollmetalle, welche höhere Zugfestigkeiten als Duroplaste aufweisen, ersetzt werden konnten. Die durch das Gemeinschaftsprojekt mit den Partnern 3D ICOM Technologies GmbH & Co. KG, KMS GmbH & Co. KG und dem Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden entwickelte Flugzeugtrennwand aus Leichtbaustrukturen führt so zu einer verbesserten Ausschöpfung des Leichtbaupotentials in Luftfahrzeugen.